Nyomtatás

	A MAP űrszonda (illusztráció)

A NASA nyilvánosságra hozta a fiatal Univerzummal kapcsolatos új, az eddigieket megerősítő és pontosító eredményeket, amelyek mostantól "a modern kozmológia sarokköveinek tekinthetők". Az eredmények a MAP (Microwave Anisotropy Probe) űrszonda mérésein alapulnak. A MAP elkészítette a teljes égbolt kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásának eddigi legrészletesebb térképét. Az új adatokból az Univerzum korát 13,7 milliárd évben lehet megállapítani. Ami igen meglepő, hogy az új adatok alapján az első csillagnemzedék már igen korán, mindössze 200 millió évvel a kezdetek után megjelenhetett, mivel egyes területeken már kialakult az anyag kondenzációjához szükséges alacsonyabb hőmérséklet.

Válaszok a végső kérdésekre - a MAP

Ajánlat A MAP honlapja Részletes beszámoló az új eredményekről, sok kép és animáció kíséretében.

A MAP (Microwave Anisotropy Probe) a kozmikus mikrohullámú sugárzást minden eddiginél részletesebben térképezi fel. Ez a sugárzás hordozza a legősibb információkat az Univerzumról; még jóval azelőtt szabadult fel, hogy az első galaxisok és csillagok kialakultak volna. E sugárzás a legősibb időkből származó "kövület" (egyébként maradványsugárzásnak is nevezik), amelynek elemzésével az Ősrobbanás után mindössze kb. 300 ezer évvel történt eseményeket lehet rekonstruálni. A csillagászok és kozmológusok a megfigyelések eredményeitől remélik olyan alapvető kérdések megválaszolását, mint például

• örökké tágulni fog-e a Világegyetem, vagy visszafordul a tágulás, s egy nagy összeomlásban (Nagy Reccs) végződik;
• valóban a sötét anyag uralja-e az Univerzumot;
• milyen alakú az Univerzum;
• hogyan és mikor keletkeztek az első galaxisok;
• lassulva vagy gyorsulva tágul-e jelenleg az Univerzum.

Az Ősrobbanás fénye - a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás és az eddigi kutatások

Az Ősrobbanás egyik legfontosabb bizonyítéka az égbolt minden irányából egyformán mérhető mikrohullámú háttérsugárzás, amelyet Penzias és Wilson fedezett fel 1965-ben. George Gamow már 1940-ben feltételezte, hogy ha valóban bekövetkezett a Nagy Bumm az Univerzum születésekor, akkor a robbanáskor keletkező sugárzás legyengült maradványait ma is meg kell találnunk a világűrben. Ez a sugárzás eredetileg a robbanás fénye volt, de időközben hőmérséklete drasztikusan csökkent, hullámhossza megnyúlt, így már csak a mikrohullámú tartományban mérhető.

Az Ősrobbanást követő időszakban az Univerzumban elképzelhetetlenül magas hőmérséklet uralkodott, így az anyag csak kezdetleges formájában, plazma állapotban volt jelen. Mintegy háromszázezer évvel a Nagy Bumm után a Világegyetem már annyira lehűlt, hogy az atommagok és elektronok atomokká egyesülhettek. Ez volt az a pillanat, amikor anyag és sugárzás elvált egymástól, s a fotonokat már nem nyelték el folyton a szabad elektronok. A mai háttérsugárzás, az Univerzum első sugárzása elindult útjára.

A mikrohullámú háttérsugárzás jellegzetessége, hogy az égbolt minden pontjáról szinte ugyanolyan intenzitással (kb. 2,7 kelvin hőmérséklettel) érkezik. Ebből arra következtethetünk, hogy az Univerzum a korai időszakokban (amikor a sugárzás útjára indult) viszonylag homogén rendszer volt. Az anyagnak többé-kevésbé egyenletesen kellett eloszlania ahhoz, hogy a sugárzás is ilyen egyenletes legyen. Most azonban azt látjuk, hogy a Világegyetemben az anyag galaxisokba, galaxishalmazokba, szuperhalmazokba tömörül, tehát teljesen egyenetlen. Mi történt közben? Valószínűleg a gravitáció fokozatosan összehúzta az anyagot az idő során, így alakulhattak ki a gócok.

Ez a csomósodás azonban csak akkor lehetséges, ha létezett egy olyan kezdeti állapot, amely már eleve nem volt teljesen homogén. Igaz, egy ilyen helyzetben a sűrűségkülönbségek még csak elenyészők, ám a gravitáció hatására rendkívül felerősödnek az évmilliárdok alatt.

Ha nagyon nagy érzékenységű műszereket használunk, akkor felfedezhetők a háttérsugárzásban parányi intenzitáskülönbségek, irregularitások, fluktuációk. Ezek az ingadozások - amelyeket először a COBE (Cosmic Background Explorer) nevű NASA műhold fedezett fel 1992-ben - csupán 1/10 000-nyi mértékűek. Ezek az eltérések tehát bizonyítják, hogy az anyag eloszlása nem volt teljesen egyenletes a korai Univerzumban. Már a legelső időszakokban kisebb gócok, csomók alakultak ki a Világegyetemben: a mai galaxisok csírái.

A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás egész égbolton való eloszlása - ahogyan azt egyre részletesebben láthatjuk. Felül az 1965-ös kép, a sugárzás felfedezése után; középen a COBE (Cosmic Background Explorer) űrszonda 1992-es képe, amelyben először láthattuk a hőmérséklet- és sűrűségingadozásokat; alul a MAP új, minden korábbinál részletesebb képe a sugárzásról (kép: NASA)

Megfigyelések a COBE és a MAP között: eredmények a földfelszínről

A két űrszonda tevékenysége közötti több mint egy évtized során igen részletes megfigyeléseket végeztek földi telepítésű műszerekkel is, bár ezek nem a teljes égboltot lefedő adatsorokat produkáltak - inkább egy szűk terület hőmérsékletingadozásait térképezték fel nagy pontossággal. E kutatásokról is beszámoltunk rovatunkban:

A legősibb fény legélesebb képe - sötét erő uralja az Univerzumot
2002. május. Az Atacama-sivatag egyik 5080 méter magasságú platóján telepített rádiótávcső-rendszer, a Cosmic Background Imager (CBI) az eddigi legnagyobb részletességgel térképezte fel az Univerzum első, legősibb sugárzásának hőmérsékleti eloszlását.

Az eddigi legjobb képek az Ősrobbanás nyomairól
2002. december. A Déli-sark környékén telepített Viper-teleszkóp - átnézve a vékony sarkvidéki légrétegeken - minden eddiginél részletesebb képeket készített a kozmikus háttérsugárzásról. Újabb bizonyítást nyert, hogy az Univerzum 95%-át sötét anyag és energia uralja.

A MAP első eredményei

A MAP adataiban az egymilliomod fokos hőmérsékletingadozások is nyomon követhetők. A szonda adataiból készített új képen az Univerzum azon állapotát láthatjuk, amely az Ősrobbanás után mintegy 380 000 évvel volt jellemző - jóval az első égitestek létezése előtt. A legfontosabb, hogy az új eredmények megrősítik a korábbi eredményeket, méghozzá az egész égboltra kiterjedő adatok alapján.

A "bébi Univerzum": a legősibb sugárzás első részletes és az egész égboltra kiterjedő képe a MAP új adatai alapján. A színek "melegebb" (vörös) és "hidegebb" (kék) foltokat jeleznek. Kép: NASA/WMAP

Az új adatokból az Univerzum korát 13,7 milliárd évben lehet megállapítani. Ami igen meglepő, hogy az új adatok alapján az első csillagnemzedék már igen korán, mindössze 200 millió évvel a kezdetek után megjelenhetett, mivel egyes területeken már kialakult az anyag kondenzációjához szükséges alacsonyabb hőmérséklet.

Az adatokból levonható további következtetések:

- az eddigi legerősebb bizonyítást nyerte a Big Bang elmélet;
- az adatok megerősítik az ún. felfúvódási modellt, mely szerint az Univerzum közvetlenül születése után hatalmas mértékű táguláson esett át;
- a korai Univerzum anyag- és energiaeloszlása jól illeszkedik a modern értékekhez: 4%-a fénylő anyag (számunkra is látható), 23%-a sötét anyag, 73%-a pedig sötét energia - utóbbi kettő természete egyelőre ismeretlen a csillagászok számára.

Mit látunk a korai Univerzumból?

Az ábrán azt láthatjuk, hogy a különböző nagy teljesítményű, Föld körül keringő műszerekkel milyen távolságig "látunk el", azaz mennyire mehetünk vissza időben. A Hubble-űrtávcső (HST) ún. legmélyebb ég felvételein (Hubble Deep Field) az eddig ismert legősibb galaxisokat figyelhetjük meg. Az ezeknél is ősibb, feltehetően a legkorábbi galaxisok felfedezése már a HST utódjának (JWST) feladata lesz. Ezután egy "sötét korszak" következik, majd a kozmikus háttérsugárzást vizsgáló műszerek jönnek be a képbe. Köztük a legújabb, a MAP új adatai arra utalnak, hogy a csillagkeletkezés már 200 millió évvel az Ősrobbanás után megindult

[origo]